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水泥土组合拱结构

327 2021-11-03 13:59:18

1.水泥土组合拱结构的构造

水泥土组合拱结构是在重力式水泥土挡墙的基础上改进而成的一种新的结构型式。这种围护结构是把水泥土深层搅拌桩排列成共形。在拱脚处用1~2根钻孔灌注桩加强,灌注桩的直径和桩长按计算确定。支撑可视情况设置一道或多道。由此组成的水泥土组合拱结构处于相当合理的受力状态;它处于水平受力状态,水泥土拱基本上只承受压力,使水泥土的强度得到充分发挥,而在重力式水泥土挡墙中,水泥土除了受压而外,还受拉、受弯和受剪,所以水泥土组合拱结构是一种新的概念。拱形结构还减少了因变形而引起拱壁开裂的机会,其水密性较好,从而提高了防渗性能。只要拱壁内力不超过水泥土的容许抗压强度,可以大大提高拱形围护结构的支挡高度,也可减薄水泥土壁的厚度。由此可取得比桩墙式和普通重力式挡墙更好的经济效益。

2.水泥土组合拱结构的设计计算

1)水泥土拱结构几何尺寸的确定

水泥土拱结构的跨度 L 和矢高 f可根据需要而设定,水泥土拱壁的厚度则由计算确定,一般为施工钻头直径(扣除搭接长度后)的倍数。深层搅拌水泥土拱的人土深度应根据地质条件、基坑开挖深度、施工条件、环境条件等因素由计算确定。

2)水泥土拱的内力计算

水泥土拱的内力可按两端固定的无铰拱计算,计算图示见图9.2-20。拱脚的水平推力与拱的矢跨比 f/L有关,矢跨比越大,推力 H越小。在等跨连续拱中,H 互相平衡。而支反力 V则需要由外加支撑来提供。拱脚处的反力和弯矩可按表9.2-1查取。

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求出拱脚内力后,必须验算拱壁内的应力,使之不超过水泥土的受压强度容许值。一般来说,拱脚处内力为最大,所以只验算拱脚断面即可。

3)钻孔灌注桩的计算

拱脚的钻孔灌注桩可以是一根,也可以是两根。它受到两侧拱壁传来的水土压力,并通过支撑系统把力传递到对边去。钻孔灌注桩的计算方法与一般围护桩相同,可用常规方法(等值梁法或"m"法,"c"法)计算。

3.施工要点

(1)水泥土组合拱结构的施工顺序是先施工水泥搅拌桩,后施工钻孔灌注桩,然后施工压预圈梁。

(2)水泥土的水泥掺量应根据工程现场的实际土质条件而定,一般为12%~18%,常用的为13%~~16%,以425号和525号普通硅酸盐水泥为佳。水灰比控制在0.5以下,一般应加减水剂。减水剂的种类和用量各地不尽相同,应因地制宜,按国家和地方的有关规定执行。

(3)注意拱脚处钻孔灌注桩与水泥土搅拌桩的搭接,不能留有空隙,以防渗漏。

(4)压顶圈梁与钻孔灌注桩应有可靠的连接,与水泥土拱也应有较好的连接(可用插筋-钢筋或毛竹),使水泥土拱和钻孔灌注桩能形成整体,共同工作。

(5)坑内土方应分层分区逐步开挖,不能一挖到底,以免因土体应力释放太快,使围护结构变位过急过大而失稳。有支撑的基坑更应严格掌握,做到先撑后挖。